JP5237226B2 - Video quality estimation apparatus, method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、映像品質推定技術に関し、特にIPネットワーク経由で行う映像通信に関する映像品質を推定する技術に関する。 The present invention relates to a video quality estimation technique, and more particularly to a technique for estimating video quality related to video communication performed via an IP network.
IPネットワークや端末機器の発展に伴い、IPTVサービス、映像配信サービス、TV電話サービスなど、映像メディアを用いた映像通信サービスが普及してきている。
映像メディアを用いた通信の場合、ネットワークの利用効率を向上させるため情報量圧縮(符号化)が行われる。符号化された映像メディアは、原映像、すなわち劣化のない映像信号と比較して、高周波成分の欠落やブロックノイズの増加などにより、ぼけ・にじみ・モザイク状の歪、ぎくしゃく感などといった現象を招く。このため、ユーザが知覚する品質、すなわちユーザ体感品質(QoE:Quality of Experience)は低下する。
このような映像通信サービスを品質良く提供するためには、サービス提供に先立った品質設計やサービス提供中の品質管理が重要となり、このためには、ユーザが享受する品質を適切に表現でき、しかも簡便かつ効率的な映像品質評価技術が必要となる。
With the development of IP networks and terminal devices, video communication services using video media, such as IPTV services, video distribution services, and TV phone services, have become widespread.
In the case of communication using video media, information amount compression (encoding) is performed in order to improve network utilization efficiency. Encoded video media causes phenomena such as blurring, blurring, mosaic distortion, and jerky feeling due to missing high-frequency components and increased block noise compared to the original video, that is, a video signal without deterioration. . For this reason, the quality perceived by the user, that is, the quality of experience (QoE) is lowered.
In order to provide such a video communication service with high quality, quality design prior to service provision and quality management during service provision are important. For this purpose, the quality enjoyed by the user can be expressed appropriately. A simple and efficient video quality evaluation technique is required.
従来、例えば非特許文献1では、映像品質に影響を与える、ビットレートやパケット損失率などの品質パラメータから映像品質を推定する映像品質評価法が提案されている。また、例えば非特許文献2,3では、原映像信号、すなわち劣化のない映像信号と、劣化映像信号、すなわち符号化劣化やパケット損失劣化を含む映像信号とを比較することで、映像品質を推定する映像品質評価法が提案されている。これらの客観評価技術は、ある一定条件下で主観品質の統計的曖昧さと同程度の推定誤差で主観品質を推定可能である。
Conventionally, for example, Non-Patent
しかしながら、このような従来技術では、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮して、映像品質を高い精度で容易に推定できないという問題点があった。このため、サービスを利用するユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかをより正確に判断することができない。 However, in such a conventional technique, there is a problem that the video quality cannot be easily estimated with high accuracy in consideration of the content dependency of the video quality and the codec mounting dependency. For this reason, it cannot be determined more accurately whether or not a certain level of quality is maintained for a user who uses the service.
すなわち、前述した非特許文献1の技術によれば、品質パラメータから映像品質を推定しているため、ビットレートなどの品質パラメータが同一条件下である映像通信に関する映像品質の平均、すなわち平均映像品質を推定している。したがって、動き量の違い、画の複雑度の違いなど、映像コンテンツの違いによる品質への影響、すなわちコンテンツ依存性については、考慮されていない。
That is, according to the technique of Non-Patent
また、前述した非特許文献1や非特許文献の技術によれば、原映像信号に基づいてコンテンツ依存性を加味した映像品質、すなわち映像コンテンツごとの映像品質を推定しているものの、受信する映像信号の他に原映像信号を必要とすることから、ユーザが利用する、セットトップボックスやホームゲートウェイなどエンド端末での映像品質を、容易に推定することは困難である。
Further, according to the techniques of Non-Patent
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮して、映像品質を高い精度で容易に推定できる映像品質推定技術を提供することを目的としている。 The present invention is for solving such problems, and provides a video quality estimation technique that can easily estimate video quality with high accuracy in consideration of content dependency and codec implementation dependency of video quality. It is an object.
このような目的を達成するために、本発明にかかる映像品質推定装置は、IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質値を算出する映像品質推定装置であって、符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質値として算出する平均映像品質算出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質値と受信映像の映像品質値との差分を示す差分映像品質値を算出する差分映像品質算出部と、差分映像品質算出部で得られた差分映像品質値で、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質値を補正することにより、受信映像の映像品質値を算出する映像品質算出部とを備え、差分映像品質算出部に、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出部とを設け、ビットレートに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質値を算出する。 In order to achieve such an object, a video quality estimation apparatus according to the present invention uses a packet storing encoded video data between a video distribution apparatus and a video reception terminal connected via an IP network. A video quality estimation device that calculates a video quality value indicating a user experience quality perceived by a user who views a received video from the received video received by the video receiving terminal from the video distribution device by performing communication. A bit rate extraction unit that extracts a bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data; and a bit rate of the bit rate extracted based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit. the average video quality for calculating an average image quality obtained from a plurality of test received video received by the video communication as an average video quality value It shows the output unit, based on the video signal of the received image and the bit rate extracted by the bit rate extracting unit, a difference between the video quality value of the average video quality value and the received image obtained by the average video quality calculator a differential image quality calculator for calculating the difference video quality value, the difference video quality value obtained in the difference video quality calculation unit, by correcting the average video quality value obtained by the average picture quality calculation unit, the received image A video quality calculation unit that calculates a video quality value of the received video based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video. The difference that calculates the difference value between the global motion amount indicating the overall motion amount and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test received video as the difference global motion amount Based on the global motion amount calculation unit, the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, the local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen of the received video, and the test Received video calculated based on the bit rate by providing a difference local motion amount calculation unit that calculates a difference value from the average local motion amount indicating an average local motion amount obtained from the received video for use as a differential local motion amount Of the overall motion of the video screen calculated as a value specific to the received video based on the content influence level indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video and the bit rate and the video signal. A difference video quality value is calculated based on the difference global motion amount indicating the amount and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen.
この際、差分映像品質算出部に、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度を算出するコンテンツ影響度算出部と、コンテンツ影響度算出部で得られたコンテンツ影響度、差分グローバル動き量算出部で得られた差分グローバル動き量、および差分ローカル動き量算出部で得られた差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質値を算出する差分映像品質計算部とを設けてもよい。 At this time, the content for calculating the content influence level indicating the magnitude of the influence of the received video content on the video quality of the received video based on the bit rate extracted by the bit rate extracting unit in the differential video quality calculating unit An influence calculation unit, a content influence obtained by the content influence calculation unit, a difference global motion obtained by the difference global motion calculation, and a difference local motion obtained by the difference local motion calculation And a difference video quality calculation unit for calculating a difference video quality value .
また、コンテンツ影響度算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質値の最大値を示す最大映像品質値との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる最大映像品質値を算出する最大映像品質算出部と、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質値の最小値を示す最小映像品質値との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる最小映像品質値を算出する最小映像品質算出部と、最大映像品質算出部で得られた最大映像品質値から最小映像品質算出部で得られた最小映像品質値を減算することにより、コンテンツ影響度を計算するコンテンツ影響度計算部とを設けてもよい。 Also, the bit rate-maximum video indicating the relationship between the bit rate of the test received video and the maximum video quality value indicating the maximum value of the video quality value obtained from the test received video of the bit rate is sent to the content influence calculation unit. Based on the quality characteristics, the maximum video quality calculation unit that calculates the maximum video quality value obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, the bit rate of the test reception video and the bit rate of the bit rate bit rate showing the relationship between the minimum video quality value indicating the minimum value of the video quality value obtained from the test received image - minimum image based on the quality characteristics, bit rate extracting unit test received video bit rate extracted in and minimum video quality calculation unit for calculating a minimum video quality value obtained from a minimum video quality calculation unit from the maximum video quality value obtained at the maximum image quality calculator By subtracting the minimum video quality value which is, may be provided with content influence degree calculation unit that calculates a content influence.
また、差分グローバル動き量算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量を算出する平均グローバル動き量算出部と、受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量を算出するグローバル動き量算出部と、平均グローバル動き量算出部で得られた平均グローバル動き量から、グローバル動き量算出部で得られたグローバル動き量を減算することにより、差分グローバル動き量を計算する差分グローバル動き量計算部とを設けてもよい。 In addition, the difference global motion amount calculation unit indicates a bit rate-average indicating a relationship between the bit rate of the test reception video and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate. Based on the global motion amount characteristics, based on the video signal of the received video, the average global motion amount calculating unit that calculates the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, A global motion amount calculation unit that calculates the global motion amount of the received video from the number of pixels moved by the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal and the movement distance, and an average global motion amount calculation The global motion amount obtained by the global motion amount calculation unit is subtracted from the average global motion amount obtained by the part. And a may be provided with differential global motion amount calculation unit for calculating a difference global motion amount.
また、差分ローカル動き量算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量を算出する平均ローカル動き量算出部と、受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量を算出するローカル動き量算出部と、平均ローカル動き量算出部で得られた平均ローカル動き量から、ローカル動き量算出部で得られたローカル動き量を減算することにより、差分ローカル動き量を計算する差分ローカル動き量計算部とを設けてもよい。 In addition, the difference local motion amount calculation unit indicates a bit rate-average indicating a relationship between the bit rate of the test received video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test received video of the bit rate. Based on the local motion amount characteristics, based on the average local motion amount calculation unit that calculates the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, based on the video signal of the reception video, A local motion amount calculation unit that calculates the local motion amount of the received video from the number of pixels moved by the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal and the movement distance; and an average local motion amount By subtracting the local motion amount obtained by the local motion amount calculation unit from the average local motion amount obtained by the calculation unit, the difference local motion amount is obtained. It may be provided with differential local motion amount calculation unit for calculating a motion amount.
また、グローバル動き量算出部で、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりグローバル動き量を算出するようにしてもよい。 In addition, when the global motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap It is also possible to calculate the global movement amount by calculating the parallel movement distance when the value obtained by averaging the values with the number of pixels of the overlapping region is the smallest, and averaging the parallel movement distance with the number of the adjacent frames. Good.
また、ローカル動き量算出部で、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの当該差分値の標準偏差を算出し、これら標準偏差を当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出するようにしてもよい。 In addition, when the local motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap each other Calculate the standard deviation of the difference value when the value averaged with the number of pixels in the overlap region is the smallest, and calculate the local motion amount by averaging these standard deviations with the number of adjacent frames. May be.
あるいは、ローカル動き量算出部で、隣接フレームのうち一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動させて、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させた後、これら隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出するようにしてもよい。 Alternatively, the local motion amount calculation unit fixes one of the adjacent frames and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, and the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap. After shifting both frames in a positional relationship where the average value of the number of pixels in the overlapping area becomes the smallest, both frames of these adjacent frames are divided into rectangular shapes, and one block is provided for each block. When the block of the frame is fixed and the block of the other frame is translated horizontally and vertically by one pixel, the value obtained by averaging the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these blocks overlap with the number of pixels of the block is Calculate the parallel movement distance for each block when it was the smallest, and average these parallel movement distances with the number of blocks. It may be calculated local motion amount by Rukoto.
また、平均映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて平均映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均映像品質値を算出するようにしてもよい。 In addition, the average video quality calculation unit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-average video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the average video quality value monotonously increases as the bit rate increases An average video quality value corresponding to the bit rate may be calculated.
また、最大映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて最大映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する最大映像品質値を算出するようにしてもよい。 In addition, the maximum video quality calculation unit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-maximum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the maximum video quality value monotonously increases as the bit rate increases. The maximum video quality value corresponding to the bit rate may be calculated.
また、最小映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて最小映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する最小映像品質値を算出するようにしてもよい。 In addition, the minimum video quality calculation unit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-minimum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the minimum video quality value monotonously increases as the bit rate increases. A minimum video quality value corresponding to the bit rate may be calculated.
また、平均グローバル動き量算出部で、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均グローバル動き量を算出するようにしてもよい。 Also, the average global motion amount calculation unit extracts the bit rate based on the bit rate-average global motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average global motion amount decreases monotonously as the bit rate increases. An average global motion amount corresponding to the determined bit rate may be calculated.
また、平均ローカル動き量算出部で、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均ローカル動き量を算出するようにしてもよい。 Also, the average local motion amount calculation unit extracts the bit rate based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. The average local motion amount corresponding to the determined bit rate may be calculated.
また、差分映像品質計算部で、コンテンツ影響度と差分グローバル動き量との積、およびコンテンツ影響度と差分ローカル動き量との積の和の増加に応じて、差分映像品質値が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部で得られたコンテンツ影響度、差分グローバル動き量算出部で得られた差分グローバル動き量、および差分ローカル動き量算出部で得られた差分ローカル動き量に対応する、差分映像品質値を算出するようにしてもよい。 In addition, the difference video quality calculation unit causes the difference video quality value to decrease as the sum of the product of the content influence level and the difference global motion amount and the sum of the product of the content impact level and the difference local motion amount increase. Based on the quality characteristics, the content influence level obtained by the content influence degree calculation unit, the difference global motion amount obtained by the difference global motion amount calculation unit, and the difference local motion amount obtained by the difference local motion amount calculation unit A corresponding difference video quality value may be calculated.
また、本発明にかかる映像品質推定方法は、IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質値を算出する映像品質推定装置で用いられる映像品質推定方法であって、ビットレート抽出部が、符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出ステップと、平均映像品質算出部が、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質値として算出する平均映像品質算出ステップと、差分映像品質算出部が、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質値と受信映像の映像品質値との差分を示す差分映像品質値を算出する差分映像品質算出ステップと、映像品質算出部が、差分映像品質算出部で得られた差分映像品質値で、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質値を補正することにより、受信映像の映像品質値を算出する映像品質算出ステップとを備え、差分映像品質算出ステップに、ビットレート抽出ステップで抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出ステップと、ビットレート抽出ステップで抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出ステップと、ビットレートに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質値を算出するステップを含んでいる。 Also, the video quality estimation method according to the present invention performs video communication between a video distribution device and a video receiving terminal connected via an IP network by using a packet storing encoded video data. A video quality estimation method used in a video quality estimation device that calculates a video quality value indicating a user experience quality perceived by a user who has viewed the received video for a received video received by the video receiving terminal from a distribution device, The bit rate extraction unit extracts the bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data, and the average video quality calculation unit extracts the bit rate by the bit rate extraction unit. Based on the measured bit rate, an average obtained from a plurality of received test images received by video communication at the bit rate. An average video quality calculation step of calculating an image quality as the average video quality value, the difference image quality calculation portion, based on the video signal of the received video bit rate extracted by the bit rate extracting unit, the average image quality calculator difference and difference video quality calculation step of calculating the difference video quality value indicating a difference between the video quality value of the average video quality value and the received image obtained, the video quality calculation unit, obtained by the difference video quality calculator with in the video quality value by correcting the average video quality value obtained by the average picture quality calculation unit, and a video quality calculation step of calculating an image quality value of the received video, the differential image quality calculation step, the bit rate Based on the bit rate extracted in the extraction step and the video signal of the received video, the global motion amount indicating the overall motion amount of the video screen in the received video and the test The difference global motion amount calculation step for calculating the difference value from the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the received video as the difference global motion amount, and the bit rate extracted in the bit rate extraction step and reception Based on the video signal of the video, the local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen of the received video, and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test received video, A difference local motion amount calculating step for calculating the difference value of the received image as a difference local motion amount, and a content influence level indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video calculated based on the bit rate; The amount of overall motion of the video screen, calculated as a value specific to the received video based on the bit rate and video signal And calculating the difference video quality value based on the difference global motion amount indicating the difference and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen.
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、前述したいずれかの映像品質推定装置を構成する各部として機能させるためのプログラムである。 Further, the program according to the present invention is a program for causing a computer to function as each unit constituting any one of the above-described video quality estimation apparatuses.
本発明によれば、受信映像の映像信号とその符号化映像データのパケットが取得できる環境であれば、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮した、受信映像に固有の差分映像品質を正確に算出することができ、受信映像の映像品質を高い精度で容易に推定することが可能となる。
したがって、サービス提供者は、映像通信サービスがユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかを、より正確に判断することができ、提供中の映像通信サービスの品質実態を正確に把握・管理することが可能となる。
According to the present invention, if the video signal of the received video and the packet of the encoded video data can be acquired, the differential video quality specific to the received video in consideration of the content dependency and codec implementation dependency of the video quality. Can be calculated accurately, and the video quality of the received video can be easily estimated with high accuracy.
Therefore, the service provider can more accurately determine whether or not the video communication service maintains a certain level of quality for the user, and can accurately grasp the actual quality of the video communication service being provided. It becomes possible to manage.
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[映像品質推定装置]
まず、図1を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置について説明する。図1は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成を示すブロック図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Video quality estimation device]
First, a video quality estimation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the video quality estimation apparatus according to this embodiment.
この映像品質推定装置10は、全体としてサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、IPネットワーク3を介して接続された映像配信装置1と映像受信端末2との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、映像配信装置1から映像受信端末2が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する機能を有している。
The video
映像配信装置1は、全体としてサーバ装置などの通信処理装置からなり、IPネットワーク3を介して映像受信端末2と映像通信を行う機能と、符号化した映像をこの映像通信により映像受信端末2へ配信する機能を有している。
映像受信端末2は、全体としてセットトップボックスやホームゲートウェイなどエンド端末装置からなり、IPネットワーク3を介して映像配信装置1との間で映像通信を行う機能と、この映像通信で受信したパケットに格納されている符号化映像データを復号して得られた受信映像を画面表示する機能とを有している。
The
The
[本発明の原理]
本発明は、映像配信装置1から映像受信端末2へ送信された符号化映像データから当該映像通信のビットレートを抽出し、このビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質、すなわち平均映像品質Vaveを算出し、このビットレートと映像受信端末2が受信再生した映像信号Sとから算出した差分映像品質dVで、平均映像品質Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像に関する映像品質Vを推定する。
このうち、平均映像品質値Vaveは、例えば非特許文献1などの公知技術を用いて算出できるため、ここでは、差分映像品質dVを算出するための考え方について説明する。
[Principle of the present invention]
The present invention extracts the bit rate of the video communication from the encoded video data transmitted from the
Among these, since the average video quality value V ave can be calculated using a known technique such as
[差分映像品質]
映像通信で配信する各種映像コンテンツのうち、時間当たりの画素値の変化の量、すなわち動き量の多い映像コンテンツは、当該映像コンテンツを符号化映像データへ符号化して配信する際、多くの符号映像データ量を必要とする。このため、このような映像コンテンツに関する映像品質は、同一ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質、すなわち平均映像品質よりも映像品質が低くなる傾向がある。本発明では、このような傾向を踏まえ、受信映像の動き量を定量化した特徴量から差分映像品質を推定する。
[Differential video quality]
Among various video contents distributed by video communication, the amount of change in pixel value per time, that is, video content with a large amount of motion, is encoded with a large amount of encoded video when the video content is encoded into encoded video data and distributed. Requires a large amount of data. For this reason, the video quality related to such video content tends to be lower than the average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the same bit rate, that is, the average video quality. is there. In the present invention, based on such a tendency, the difference video quality is estimated from the feature quantity obtained by quantifying the motion quantity of the received video.
[動き量]
映像の動きは、グローバル動きとローカル動きの2つに大別できる。
グローバル動きは、カメラのパーンなど、画面全体が平行移動するような動きである。図2は、グローバル動きを示す説明図である。そのため、符号化の際の動き補償による情報量の削減が容易であり、少ない情報量で符号化することができる。
また、ローカル動きは、画面内の人やモノなどのオブジェクトなど、画面の一部分が移動、変化するような動きである。図3は、ローカル動きを示す説明図である。そのため、符号化の際の動き補償による情報量の削減が難しく、多くの情報量が必要となる。
[Movement amount]
Video motion can be broadly divided into global motion and local motion.
Global movement is movement that the entire screen moves in parallel, such as camera panning. FIG. 2 is an explanatory diagram showing global movement. Therefore, the amount of information can be easily reduced by motion compensation at the time of encoding, and encoding can be performed with a small amount of information.
The local movement is a movement in which a part of the screen such as a person or an object in the screen moves or changes. FIG. 3 is an explanatory diagram showing local motion. Therefore, it is difficult to reduce the amount of information by motion compensation at the time of encoding, and a large amount of information is required.
このようなグローバル動きおよびローカル動き映像という動きの種類により、必要とする情報量が異なり、映像品質が異なる。そのため、動き量を映像品質に用いる場合に、グローバル動きとローカル動きを分けて定量化することが有効である。本発明では、この事実を用いて、2種類の動き量を定量化する。 The amount of information required differs depending on the type of motion such as global motion and local motion video, and the video quality differs. Therefore, when using the amount of motion for video quality, it is effective to separately quantify global motion and local motion. In the present invention, this fact is used to quantify the two types of motion.
[グローバル動き量]
まず、グローバル動き量の算出方法を説明する。受信映像の映像信号から抽出した、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレーム全体をある範囲内で縦横1画素ずつ平行移動、すなわちグローバル移動させる。そして、両フレームが重なる重複領域における両フレーム間の画素値の差分値の絶対値の合計を算出し、この合計値を両フレームの重複領域の画素数で平均した値を平均フレーム間差分値として算出する。なお、本発明でいう画素値は、当該画素の輝度値や色差値からなる。
[Global motion amount]
First, a method for calculating the global motion amount will be described. For the two adjacent frames extracted from the video signal of the received video, the previous frame is fixed, and the entire rear frame is translated by one pixel vertically and horizontally within a certain range, that is, globally moved. Then, the sum of absolute values of the difference values of the pixel values between the two frames in the overlapping region where both frames overlap is calculated, and a value obtained by averaging the total value with the number of pixels in the overlapping region of both frames is used as an average inter-frame difference value. calculate. The pixel value referred to in the present invention is composed of the luminance value and color difference value of the pixel.
次に、この平均フレーム間差分値が最小となるときのグローバル移動を示すベクトル、すなわちグローバルベクトルの絶対値を、当該グローバルベクトルの水平成分と垂直成分の二乗平均平方根で算出する。算出した距離を隣接フレーム数で平均した値をグローバルな動きの大きさ、すなわちグローバル動き量とする。 Next, a vector indicating global movement when the average inter-frame difference value is minimized, that is, the absolute value of the global vector is calculated by the root mean square of the horizontal component and the vertical component of the global vector. A value obtained by averaging the calculated distances by the number of adjacent frames is set as a global motion magnitude, that is, a global motion amount.
[ローカル動き量]
次に、ローカル動き量の算出方法を2通り説明する。
まず、第1の算出方法は、受信映像の映像信号から抽出した、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレームをグローバル移動させる。そして、両フレームが重なる重複領域における両フレーム間の画素値の差分値の標準偏差を算出する。算出した標準偏差を隣接フレーム数で平均した値を、ローカルな動きの大きさ、すなわちローカル動き量とする。
[Local movement amount]
Next, two methods for calculating the local motion amount will be described.
First, in the first calculation method, the previous frame is fixed and the subsequent frame is globally moved with respect to two adjacent frames extracted from the video signal of the received video. Then, the standard deviation of the difference value of the pixel value between both frames in the overlapping region where both frames overlap is calculated. A value obtained by averaging the calculated standard deviations with the number of adjacent frames is set as a local motion magnitude, that is, a local motion amount.
次に、第2の算出方法は、受信映像の映像信号の画面を、例えば8画素×8画素の矩形状のブロックに区分し、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレーム内のブロックをある範囲内で縦横1画素ずつ平行移動、すなわちローカル移動させる。そして、ブロックが重なる重複領域における両ブロック間の画素値の差分値の絶対値の合計を算出し、この合計値を両ブロックの重複領域の画素数で平均した値を平均ブロック間差分値として算出する。 Next, the second calculation method divides the screen of the video signal of the received video into rectangular blocks of, for example, 8 pixels × 8 pixels, fixes the previous frame to two adjacent frames, and The blocks in the frame are moved in parallel by one pixel vertically and horizontally within a certain range, that is, locally moved. Then, the sum of absolute values of the difference values of the pixel values between the two blocks in the overlapping region where the blocks overlap is calculated, and a value obtained by averaging this total value with the number of pixels in the overlapping region of both blocks is calculated as the average inter-block difference value. To do.
次に、この平均ブロック間差分値が最小となるときのローカル移動を示すベクトル、すなわちローカルベクトルについて、当該ローカルベクトルから当該隣接フレーム間のグローバルベクトルを減算したベクトルの絶対値を、当該隣接フレーム間のブロックごとに算出する。算出した絶対値を画面内のブロック数で平均し、さらに隣接フレーム数で平均した値を、ローカルな動きの大きさ、すなわちローカル動き量とする。 Next, for the vector indicating local movement when the average inter-block difference value is minimum, that is, the local vector, the absolute value of the vector obtained by subtracting the global vector between the adjacent frames from the local vector is calculated between the adjacent frames. Calculate for each block. The calculated absolute value is averaged by the number of blocks in the screen, and the value averaged by the number of adjacent frames is defined as the local motion magnitude, that is, the local motion amount.
同一ビットレート条件下で行われる映像通信において、映像コンテンツのグローバル動き量と、複数の試験用受信映像からなる映像集合から得られる平均的なグローバル動き量、すなわち平均グローバル動き量とに着目した場合、これらグローバル動き量と平均グローバル動き量との差分を示す差分グローバル動き量と、差分映像品質との間に、一次近似の関係がある。図4は、差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。 In video communication performed under the same bit rate condition, when focusing on the global motion amount of video content and the average global motion amount obtained from a video set consisting of multiple test received images, that is, the average global motion amount There is a linear approximation relationship between the difference global motion amount indicating the difference between the global motion amount and the average global motion amount, and the difference video quality. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the difference local motion amount and the difference video quality.
同様に、同一ビットレート条件下で行われる映像通信において、映像コンテンツのローカル動き量と、複数の試験用受信映像からなる映像集合から得られる平均的なローカル動き量、すなわち平均ローカル動き量とに着目した場合、これらローカル動き量と平均ローカル動き量との差分を示す差分ローカル動き量と、差分映像品質との間にも、一次近似の関係がある。図5は、差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。 Similarly, in video communication performed under the same bit rate condition, the local motion amount of the video content and the average local motion amount obtained from a video set composed of a plurality of received video images for testing, that is, the average local motion amount. When attention is paid, there is also a linear approximation relationship between the difference local motion amount indicating the difference between the local motion amount and the average local motion amount and the difference video quality. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the difference local motion amount and the difference video quality.
また、同じ映像コンテンツ(動き量)でも、映像コンテンツが映像品質に与える影響の度合いはビットレートの違いによって異なる。図6は、ビットレートとコンテンツ影響度との関係を示すグラフである。ここでは、同一ビットレート条件下の映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる映像品質について、最大の映像品質を示す最大映像品質と最小の映像品質を示す最小映像品質との差分値からなるコンテンツ影響度と、ビットレートの関係が示されている。 In addition, even with the same video content (motion amount), the degree of influence of the video content on the video quality varies depending on the bit rate. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the bit rate and the content influence level. Here, the difference between the maximum video quality indicating the maximum video quality and the minimum video quality indicating the minimum video quality for the video quality obtained from a plurality of test reception videos received by video communication under the same bit rate condition The relationship between the content influence level and the bit rate is shown.
さらに、このコンテンツ影響度と差分グローバル動き量の積と、コンテンツ影響度と差分ローカル動き量の積との和に対して、差分映像品質は、一次近似の関係を有している。
本発明は、このような関係に基づいて、受信映像のビットレートとその映像信号とから差分映像品質dVを算出し、算出した差分映像品質dVで、受信パケットのヘッダ情報から算出した平均映像品質Vaveを補正することにより、ユーザが知覚する映像品質Vを算出する。
Further, the difference video quality has a first-order approximation relationship with respect to the sum of the product of the content influence degree and the difference global motion amount and the product of the content influence degree and the difference local motion amount.
Based on such a relationship, the present invention calculates the difference video quality dV from the bit rate of the received video and the video signal, and calculates the average video quality calculated from the header information of the received packet with the calculated difference video quality dV. The video quality V perceived by the user is calculated by correcting V ave .
[本実施の形態の構成]
次に、図1および図7を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置10の構成について詳細に説明する。図7は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置で用いられる差分映像品質算出部の構成を示すブロック図である。
[Configuration of the embodiment]
Next, the configuration of the video
この映像品質推定装置10は、全体としてサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、主な機能部として、パケット取得部11、ビットレート抽出部12、映像信号取得部13、平均映像品質算出部14、差分映像品質算出部15、および映像品質算出部16が設けられている。
The video
パケット取得部11は、通信インターフェース回路からなり、映像受信端末2またはIPネットワーク3と映像受信端末2との間の通信経路から、映像配信装置1から映像受信端末2へ符号化映像データを配信するためのパケットのうち、当該受信映像の推定に用いる品質推定区間におけるパケットを取得する機能を有している。
The
ビットレート抽出部12は、パケット取得部11で取得したパケットに含まれる各種情報から、当該符号化映像データのビットレートBrを算出する機能を有している。パケット内には、ヘッダ情報のほか、符号化映像データに関するトランスポートストリーム(TS:Transport stream)やエレメンタリーストリーム(ES:Elementary stream)などが存在する。ビットレート抽出部12は、パケット取得部11で取得したパケットから、品質推定区間内における符号化映像データのデータ量をカウントし、そのデータ量を単位時間当たりデータ量に換算することにより、ビットレートBrを算出する。
The bit
映像信号取得部13は、専用の映像インターフェース回路からなり、映像受信端末2が映像配信装置1から受信して復号し、映像受信端末2からLCDやPDPなどのディスプレイ装置へ出力する映像信号Sを取得する機能を有している。
The video
平均映像品質算出部14は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、このビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な平均映像品質Vaveを算出する機能を有している。
The average video
具体的には、平均映像品質算出部14において、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均映像品質Vaveを算出する。
なお、平均映像品質値Vaveの算出方法については、例えば非特許文献1などの公知技術を利用してもよい。
Specifically, in the average video
As a method for calculating the average video quality value V ave , for example, a known technique such as
差分映像品質算出部15は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrと映像信号取得部13で取得した映像信号Sとに基づいて、平均映像品質算出部14で得られた平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出する機能を有している。
The difference video
映像品質算出部16は、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVで、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出する機能を有している。
The video
[差分映像品質算出部の構成]
差分映像品質算出部15には、主な機能部として、コンテンツ影響度算出部21、差分グローバル動き量算出部22、差分ローカル動き量算出部23、および差分映像品質計算部24が設けられている。
[Configuration of difference video quality calculation unit]
The difference video
コンテンツ影響度算出部21は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度Cを算出する機能を有している。
このコンテンツ影響度算出部21は、主な処理部として、最大映像品質算出部21A、最小映像品質算出部21B、およびコンテンツ影響度計算部21Cが設けられている。
Based on the bit rate Br obtained by the bit
The content influence
最大映像品質算出部21Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示す最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最大映像品質Vmaxを算出する機能を有している。
The maximum video
具体的には、最大映像品質算出部21Aにおいて、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最大映像品質Vmaxを算出する。
Specifically, in the maximum video
最小映像品質算出部21Bは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最小映像品質Vminを算出する機能を有している。
The minimum video
具体的には、最小映像品質算出部21Bにおいて、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最小映像品質Vminを算出する。
Specifically, in the minimum video
コンテンツ影響度計算部21Cは、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する機能を有している
The content influence
差分グローバル動き量算出部22は、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートと映像信号取得部13で取得した受信映像の映像信号Sとに基づいて、受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量GMVと、試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量GMVaveとの差分値を、差分グローバル動き量dGMVとして算出する機能を有している。
この差分グローバル動き量算出部22には、主な処理部として、平均グローバル動き量算出部22A、グローバル動き量算出部22B、および差分グローバル動き量計算部22Cが設けられている。
Based on the bit rate extracted by the bit
The difference global motion
平均グローバル動き量算出部22Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量GMVaveを算出する機能を有している。
The average global motion
具体的には、平均グローバル動き量算出部22Aにおいて、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均グローバル動き量GMVaveを算出する。
Specifically, the average global motion
グローバル動き量算出部22Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量GMVを算出する機能を有している。
Based on the video signal S acquired by the video
具体的には、グローバル動き量算出部22Bにおいて、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりグローバル動き量GMVを算出する。
Specifically, in the global motion
差分グローバル動き量計算部22Cは、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを計算する機能を有している。
The difference global motion
差分ローカル動き量算出部23は、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrと受信映像の映像信号Sとに基づいて、受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量LMVと、試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量LMVaveとの差分値を、差分ローカル動き量dLMVとして算出する機能を有している。
この差分ローカル動き量算出部23には、主な処理部として、平均ローカル動き量算出部23A、ローカル動き量算出部23B、および差分ローカル動き量計算部23Cが設けられている。
Differential local motion
The difference local motion
平均ローカル動き量算出部23Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量LMVaveを算出する機能を有している。
The average local motion amount calculation unit 23A is a bit rate-average local that indicates the relationship between the bit rate of the test reception video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate. Based on the motion amount characteristic, it has a function of calculating the average local motion amount LMV ave obtained from the test received video of the bit rate Br extracted by the bit
具体的には、平均ローカル動き量算出部23Aにおいて、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均ローカル動き量LMVaveを算出する。
Specifically, the average local motion amount calculation unit 23A determines the bit rate based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases in accordance with the increase in the bit rate. It means corresponding to the bit rate B r extracted by the
ローカル動き量算出部23Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量LMVを算出する機能を有している。
Based on the video signal S acquired by the video
具体的なローカル動き量算出方法の1つ目は、ローカル動き量算出部23Bにおいて、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の標準偏差を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出する。
The first specific local motion amount calculation method is that when the local motion
具体的なローカル動き量算出方法の2つ目は、ローカル動き量算出部23Bにおいて、隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出する。
The second specific local motion amount calculation method is that the local motion
差分ローカル動き量計算部23Cは、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する機能を有している。
The difference local motion
差分映像品質計算部24は、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する機能を有している。
The difference video
具体的には、差分映像品質計算部24において、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVとの積、およびコンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVとの積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVに対応する、差分映像品質dVを算出する。
Specifically, in the difference video
映像品質推定装置10における機能部のうち、ビットレート抽出部12、平均映像品質算出部14、差分映像品質算出部15、および映像品質算出部16については、演算処理部により実現してもよい。演算処理部は、CPUなどのマイクロコンピュータとその周辺回路を有し、記憶部からプログラムを読み込んで実行することにより、各種機能部を実現する。
Of the functional units in the video
なお、映像品質推定装置10には、一般的なサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置と同様に、演算処理部や記憶部のほか、LCDなどのディスプレイ装置、キーボードやマウスなどの操作入力装置、通信インターフェース、データ入出力インターフェースなどの各種機能部が設けられているものとする。
The video
また、平均映像品質算出部14で用いるビットレート−平均映像品質特性、最大映像品質算出部21Aで用いるビットレート−最大映像品質特性、最小映像品質算出部21Bで用いるビットレート−最小映像品質特性、平均グローバル動き量算出部22Aで用いるビットレート−平均グローバル動き量特性、平均ローカル動き量算出部23Aで用いるビットレート−平均ローカル動き量特性、差分映像品質計算部24で用いる差分映像品質特性については、異なるビットレートで映像通信を予め試験的に実施し、得られた試験用受信映像から得られた算出結果から、それぞれの特性を示す関数式を導出して、記憶部(図示せず)に格納しておけばよい。
Further, the bit rate used in the average video
また、これら特性は、それぞれの映像通信におけるコーデック種別、サービス種別、映像解像度などの品質パラメータに依存して変化する可能性がある。したがって、これら特性を示す関数式を決定する特性係数を、これら品質パラメータの組み合わせごとに予め算出して、関数式とともに記憶部(図示せず)に特性係数テーブルとして格納しておき、推定対象となる映像通信の品質パラメータに対応する特性係数を記憶部から読み出して、それぞれの特性を決定すればよい。図8は、特性係数テーブルの構成例である。 These characteristics may change depending on quality parameters such as codec type, service type, and video resolution in each video communication. Therefore, a characteristic coefficient for determining a function expression indicating these characteristics is calculated in advance for each combination of these quality parameters, stored together with the function expression in a storage unit (not shown) as a characteristic coefficient table, The characteristic coefficient corresponding to the quality parameter of the video communication is read from the storage unit, and each characteristic may be determined. FIG. 8 is a configuration example of the characteristic coefficient table.
[本実施の形態の動作]
次に、図9を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置10の動作について説明する。図9は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質推定処理を示すフローチャートである。
映像品質推定装置10は、オペレータからの指示操作や外部装置(図示せず)からの指示に応じて、図9の映像品質推定処理を開始する。
[Operation of this embodiment]
Next, the operation of the video
The video
まず、映像品質推定装置10は、パケット取得部11により、映像受信端末2または通信経路から推定対象となる映像通信のパケットを取得するとともに、映像信号取得部13により、映像受信端末2から映像信号Sを取得する(ステップ100)。
次に、映像品質推定装置10は、ビットレート抽出部12により、パケット取得部11で抽出したパケットに含まれる各種情報から、当該符号化映像データのビットレートBrを算出する(ステップ101)。
First, the video
The video
続いて、映像品質推定装置10は、平均映像品質算出部14により、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、このビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な平均映像品質Vaveを算出する(ステップ102)。
Subsequently, the video
また、映像品質推定装置10は、差分映像品質算出部15により、ステップ110〜ステップ116を実行することにより、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrと映像信号取得部13で取得した映像信号Sとに基づいて、平均映像品質算出部14で得られた平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出する(ステップ103)。
In addition, the video
この際、差分映像品質算出部15は、まず、コンテンツ影響度算出部21の最大映像品質算出部21Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最大映像品質Vmaxを算出するとともに、最小映像品質算出部21Bにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最小映像品質Vminを算出する(ステップ110)。
In this case, the difference
続いて、差分映像品質算出部15は、コンテンツ影響度算出部21のコンテンツ影響度計算部21Cにより、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する(ステップ111)。
Subsequently, the difference video
また、差分映像品質算出部15は、差分グローバル動き量算出部22の平均グローバル動き量算出部22Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量GMVaveを算出するとともに、グローバル動き量算出部22Bにより、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量GMVを算出する(ステップ112)、
Also, the difference
続いて、差分映像品質算出部15は、差分グローバル動き量算出部22の差分グローバル動き量計算部22Cにより、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを算出する(ステップ113)。
Subsequently, the difference video
また、差分映像品質算出部15は、差分ローカル動き量算出部23の平均ローカル動き量算出部23Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量LMVaveを算出するとともに、ローカル動き量算出部23Bにより、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量LMVを算出する(ステップ114)。
Also, the difference
続いて、差分映像品質算出部15は、差分ローカル動き量算出部23の差分ローカル動き量計算部23Cにより、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する(ステップ115)。
Then, the difference image
このようにして、コンテンツ影響度C、差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量dLMVを算出した後、差分映像品質算出部15は、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する(ステップ116)。
In this way, after calculating the content influence level C, the difference global motion amount dGMV, and the difference local motion amount dLMV, the difference video
この後、映像品質推定装置10は、映像品質算出部16により、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVで、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出し(ステップ104)、一連の映像品質推定処理を終了する。
Thereafter, in the video
[平均映像品質算出処理]
次に、平均映像品質算出部14での平均映像品質算出処理について詳細に説明する。
平均映像品質算出部14は、ビットレートと平均映像品質との関係を示すビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに対応する平均映像品質Vaveを算出する。
[Average video quality calculation processing]
Next, the average video quality calculation process in the average video
The average video
図10は、ビットレート−平均映像品質特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均映像品質を示している。平均映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の平均値である。 FIG. 10 is a graph showing the bit rate-average video quality characteristic, where the horizontal axis shows the bit rate and the vertical axis shows the average video quality. The average video quality is an average value of user experience qualities obtained by performing an opinion evaluation in advance for each received video for a video set including a plurality of received video images for testing with each bit rate as a quality parameter.
図10に示すように、ビットレート−平均映像品質特性51は、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、平均映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない平均映像品質をVave_tmpとし、ビットレート−平均映像品質特性に関する特性係数をv1,v2,v3とした場合、MOS値で表現した平均映像品質Vaveは、次の式(1)で表される。
[最大映像品質算出処理]
次に、最大映像品質算出部21Aでの最大映像品質算出処理について詳細に説明する。
最大映像品質算出部21Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示す最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最大映像品質Vmaxを算出する。
[Maximum video quality calculation processing]
Next, the maximum video quality calculation process in the maximum video
The maximum video
図10には、ビットレートと最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性52が記載されている。最大映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の最大値である。 FIG. 10 shows a bit rate-maximum video quality characteristic 52 indicating the relationship between the bit rate and the maximum video quality. The maximum video quality is the maximum value of the user experience quality obtained by conducting an opinion evaluation in advance for each received video for a video set made up of a plurality of test received videos having the respective bit rates as quality parameters.
図10に示すように、ビットレート−最大映像品質特は、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、最大映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない最大映像品質をVmax_tmpとし、ビットレート−最大映像品質特性に関する特性係数をv4,v5,v6とした場合、MOS値で表現した最大映像品質Vmaxは、次の式(2)で表される。
[最小映像品質算出処理]
次に、最小映像品質算出部21Bでの最小映像品質算出処理について詳細に説明する。
最小映像品質算出部21Bは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最小映像品質Vminを算出する。
[Minimum video quality calculation processing]
Next, the minimum video quality calculation process in the minimum video
The minimum video
図10には、ビットレートと最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性53が記載されている。最小映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の最小値である。 FIG. 10 shows a bit rate-minimum video quality characteristic 53 indicating the relationship between the bit rate and the minimum video quality. The minimum video quality is a minimum value of the user experience quality obtained by conducting an opinion evaluation in advance for each received video for a video set including a plurality of test received videos each having a bit rate as a quality parameter.
図10に示すように、ビットレート−最小映像品質特は、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、最小映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない最小映像品質をVmin_tmpとし、ビットレート−最小映像品質特性に関する特性係数をv7,v8,v9とした場合、MOS値で表現した最小映像品質Vminは、次の式(3)で表される。
[コンテンツ影響度計算処理]
次に、コンテンツ影響度計算部21Cでのコンテンツ影響度計算処理について詳細に説明する。
コンテンツ影響度計算部21Cは、次の式(4)に示すように、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する。
Next, the content influence degree calculation processing in the content influence
As shown in the following equation (4), the content
前述の図6に示したように、ビットレートとコンテンツ影響度との関係を示すビットレート−コンテンツ影響度特性は、ビットレートの増加に応じてコンテンツ影響度が単調増加して最大値に達し、ビットレートのさらなる増加に応じてコンテンツ影響度が単調減少する凸型の特性を有している。図6の場合、コンテンツ影響度Cは、ビットレート4Mbps付近で頂点を有している。これは、コンテンツ影響度Cが大きいほど、該当ビットレートにおいて、映像コンテンツの違いによる映像品質に与える影響が大きいことを意味する。 As shown in FIG. 6 described above, the bit rate-content influence level characteristic indicating the relationship between the bit rate and the content influence level is monotonically increased as the bit rate increases and reaches the maximum value. It has a convex characteristic that the content influence degree monotonously decreases as the bit rate further increases. In the case of FIG. 6, the content influence degree C has a vertex in the vicinity of a bit rate of 4 Mbps. This means that the greater the content influence level C, the greater the influence on the video quality due to the difference in video content at the corresponding bit rate.
[平均グローバル動き量算出処理]
次に、平均グローバル動き量算出部22Aでの平均グローバル動き量算出処理について詳細に説明する。
平均グローバル動き量算出部22Aは、ビットレートと平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均グローバル動き量GMVaveを算出する。
[Average global motion calculation processing]
Next, the average global motion amount calculation process in the average global motion
The average global motion
図11は、ビットレート−平均グローバル動き量特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均グローバル動き量を示している。平均グローバル動き量は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、前述したグローバル動き量算出部22Bと同様の算出方法に基づいて、これら受信映像ごとに予めグローバル動き量を算出し、得られたグローバル動き量をこれら受信映像で平均した値である。
FIG. 11 is a graph showing the bit rate-average global motion amount characteristic, in which the horizontal axis indicates the bit rate and the vertical axis indicates the average global motion amount. The average global motion amount is determined in advance for each received video, based on the same calculation method as that of the global motion
図11に示すように、ビットレート−平均グローバル動き量特性は、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の最低値に収束する特性を有している。ビットレート−平均グローバル動き量特性に関する特性係数をv10,v11,v12とした場合、平均グローバル動き量GMVaveは、次の式(5)で表される。
[グローバル動き量算出処理]
次に、グローバル動き量算出部22Bでのグローバル動き量算出処理について詳細に説明する。図12は、グローバル動き量算出処理を示す説明図である。図13は、グローバル動き量算出処理を示す他の説明図である。
[Global motion calculation processing]
Next, the global motion amount calculation processing in the global motion
グローバル動き量算出部22Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、一方のf番目のフレームfを固定して他方のf+1番目のフレームf+1を縦横に1画素ずつ、任意の移動範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。
Based on the video signal S acquired by the video
固定したフレームfの重なり合う部分の左端の水平方向画素位置をWstartとし、固定したフレームfの重なり合う部分の右端の水平方向画素位置をWendとし、固定したフレームfの重なり合う部分の上端の垂直方向画素位置をHstartとし、固定したフレームfの重なり合う部分の下端の垂直方向画素位置をHendとし、引数の絶対値を出力する関数をabs()とし、フレームfの画素位置(w,h)の画素値をy(f,w,h)とし、水平方向の総画素数をWとし、垂直方向の総画素数をHとした場合、フレームf+1を水平方向にi画素分、垂直方向にj画素分平行移動した際における、フレームfとフレームf+1との重複領域に関するフレーム間差分値D(f,i,j)は、次の式(6)で表される。
この式(6)において、iおよびjを任意の移動範囲で変化させ、D(f,i,j)が最小となるiおよびjを算出する。これらiとjが、フレーム間差分値D(f,i,j)が最小となるときのグローバル移動を示すグローバルベクトルの水平成分GMVw(f)と垂直成分GMVh(f)に相当する。 In this formula (6), i and j are changed within an arbitrary movement range, and i and j that minimize D (f, i, j) are calculated. These i and j correspond to the horizontal component GMV w (f) and the vertical component GMV h (f) of the global vector indicating the global movement when the inter-frame difference value D (f, i, j) is minimized.
続いて、次の式(7)のように、GMVv(f)とGMVh(f)の二乗平均を算出し、フレームfに関するグローバルベクトルの大きさ(絶対値)を示すグローバル動き量GMVf(f)を導く。
この式(7)を用いて、品質推定区間内の隣接フレームごとに得られたグローバル動き量GMVf(f)を、次の式(8)に示すように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数N−1で平均することにより、受信映像に関するグローバル動き量GMVを算出する。ただし、Nは品質推定区間内の総フレーム数である。
[差分グローバル動き量計算処理]
次に、差分グローバル動き量計算部22Cでの差分グローバル動き量計算処理について詳細に説明する。
差分グローバル動き量計算部22Cは、次の式(9)に示すように、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを計算する
Next, the difference global motion amount calculation processing in the difference global motion
As shown in the following equation (9), the difference global motion
[平均ローカル動き量算出処理]
次に、平均ローカル動き量算出部23Aでの平均ローカル動き量算出処理について詳細に説明する。
平均ローカル動き量算出部23Aは、ビットレートと平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均ローカル動き量LMVaveを算出する。
[Average local motion calculation]
Next, the average local motion amount calculation process in the average local motion amount calculation unit 23A will be described in detail.
The average local motion amount calculation unit 23A is based on the bit rate-average local motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate and the average local motion amount, and the average corresponding to the bit rate Br extracted by the bit
図14は、ビットレート−平均ローカル動き量特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均ローカル動き量を示している。平均ローカル動き量は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、前述したローカル動き量算出部23Bと同様の算出方法に基づいて、これら受信映像ごとに予めローカル動き量を算出し、得られたローカル動き量をこれら受信映像で平均した値である。
FIG. 14 is a graph showing bit rate-average local motion amount characteristics, where the horizontal axis indicates the bit rate and the vertical axis indicates the average local motion amount. The average local motion amount is determined in advance for each received video, based on a calculation method similar to that of the local motion
図14に示すように、ビットレート−平均ローカル動き量特性は、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の最低値に収束する特性を有している。ビットレート−平均ローカル動き量特性に関する特性係数をv13,v14,v15とした場合、平均ローカル動き量LMVaveは、次の式(10)で表される。
[ローカル動き量算出処理]
次に、ローカル動き量算出部23Bでのローカル動き量算出処理について詳細に説明する。ローカル動き量算出処理については、2つの算出方法がある。
[Local motion calculation processing]
Next, the local motion amount calculation processing in the local motion
1つ目のローカル動き量算出方法では、グローバル動き量GMVの導出の過程で算出されたGMVw(f)およびGMVh(f)を用いる。
まず、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、f+1番目のフレームf+1を水平方向にGMVw(f)画素分、垂直方向にGMVh(f)画素分だけ平行移動した際における、f番目のフレームfとフレームf+1との画素値の重複領域に関するフレーム間差分値M(f,w,h)を、次の式(11)に基づいて算出する。なお、式(11)における、f、w、h、y()は、前述の式(6)および図12,図13と同じ意味である。
First, based on the video signal S acquired by the video
続いて、この式(11)で得られた、重複領域に関するフレーム間差分値M(f,w,h)の標準偏差Mstd(f)を、次の式(12)により算出する。なお、式(12)における、Wstart、Wend、Hstart、Hendは、前述の式(6)および図12,図13と同じ意味である。また、Mave(f)は、フレーム間差分値M(f,w,h)を重複領域の画素数で平均した平均値であり、Mvar(f)は、フレーム間差分値M(f,w,h)の分散である。
この式(11)で得られた、標準偏差Mstd(f)を、次の式(13)に示すように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数で平均することによりローカル動き量LMVを算出する。ただし、Nは、品質推定区間内の総フレーム数である。
次に、2つ目のローカル動き量算出方法は、隣接フレームの画面を矩形状のブロックに区分し、これらブロック単位で画素をローカル移動させる。本実施例ではブロックサイズが8画素×8画素とした場合を例に説明する。 Next, in the second local motion amount calculation method, the screen of the adjacent frame is divided into rectangular blocks, and the pixels are locally moved in units of these blocks. In this embodiment, a case where the block size is 8 pixels × 8 pixels will be described as an example.
まず、前述したグローバル動き量算出方法と同様に、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、一方のf番目のフレームfを固定して他方のf+1番目のフレームf+1を縦横に1画素ずつ、任意の移動範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。そして、任意の移動範囲でフレームf+1を平行移動させ、そのときの上記平均値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させておく。
First, as in the global motion amount calculation method described above, one f-th frame f is fixed for each adjacent frame in the video signal S based on the video signal S acquired by the video
この後、これら隣接フレームに対して、前フレームfのブロックを固定し、後フレームf+1内の同一ブロックを縦横に1画素ずつ、任意の範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームのブロックが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。 Thereafter, with respect to these adjacent frames, the block of the previous frame f is fixed, and the same block in the subsequent frame f + 1 is translated in an arbitrary range by one pixel vertically and horizontally. Next, for each pixel included in the overlapping region where the blocks of both frames overlap, the difference value between the pixel value in frame f and the pixel value in frame f + 1, that is, the inter-frame difference value D is obtained, and the absolute value is overlapped. An average value obtained by averaging the number of pixels in the area is calculated.
ブロックの左端の水平方向画素位置をWstartとし、ブロックの上端の垂直方向画素位置をHstartとし、ブロックの垂直方向の画素数をHbとし、ブロックの水平方向の画素数をWbとし、引数の絶対値を出力する関数をabs()とし、フレームfの画素位置(w,h)の画素値をy(f,w,h)とした場合、フレームf+1内のn番目のブロックnを水平方向にi画素分、垂直方向にj画素分平行移動した際における、フレームfとフレームf+1との重複領域に関するフレーム間差分値Db(f,n,i,j)は、次の式(14)で表される。
この式(14)において、iおよびjを任意の移動範囲で変化させ、Db(f,n,i,j)が最小となるiおよびjを算出する。これらiとjが、フレーム間差分値Db(f,i,j)が最小となるときのローカル移動を示す、グローバル移動を含まないローカルベクトルの水平成分MVw(f,n)と垂直成分MVh(f,n)に相当する。 In this equation (14), i and j are changed within an arbitrary movement range, and i and j that minimize D b (f, n, i, j) are calculated. These i and j represent the local movement when the inter-frame difference value D b (f, i, j) is minimum, the horizontal component MV w (f, n) and the vertical component of the local vector not including the global movement. It corresponds to MV h (f, n).
続いて、次の式(15)のように、ブロックごとに、MVw(f,n)、MVh(f,n)およびグローバル動き量GMVの導出の過程で算出されたGMVw(f)、GMVh(f)から、グローバル移動を含むローカルベクトルの水平成分LMVw(f,n)と垂直成分LMVh(f,n)を算出する。
この式(15)を用いて、ローカルベクトルの絶対値を画面内のブロック数で平均した値を、次の式(16)のように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数N−1で平均することにより、ローカル動き量LMVを算出する。ただし、Nは品質推定区間内の総フレーム数であり、Nbは画面内のブロックの数である。
[差分ローカル動き量計算処理]
次に、差分ローカル動き量計算部23Cでの差分ローカル動き量計算処理について詳細に説明する。
差分ローカル動き量計算部23Cは、次の式(17)に示すように、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する
Next, the difference local motion amount calculation processing in the difference local motion
The difference local motion
[差分映像品質計算処理]
次に、差分映像品質計算部24での差分映像品質計算処理について詳細に説明する。
差分映像品質計算部24は、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVとの積、およびコンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVとの積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVに対応する、差分映像品質dVを計算する。
[Difference video quality calculation processing]
Next, the difference video quality calculation process in the difference video
The difference video
前述したように、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVの積と、コンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVの積との和に対して、差分映像品質dVは、一次近似の関係を示す差分映像品質特性を有している。
差分映像品質特性に関する特性係数をv15,v16とした場合、差分映像品質dVは、次の式(18)で表される。
When the characteristic coefficients related to the differential video quality characteristic are v 15 and v 16 , the differential video quality dV is expressed by the following equation (18).
[映像品質算出処理]
次に、映像品質算出部16での映像品質算出処理について詳細に説明する。
映像品質算出部16は、次の式(19)に示すように、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveに、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVを加算することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出する
Next, the video quality calculation process in the video
The video
[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、平均映像品質算出部14により、受信映像の符号化映像データから抽出したビットレートBrに基づいて、当該ビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質Vaveとして算出し、差分映像品質算出部15により、ビットレートBrと受信映像の映像信号Sとに基づいて、平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出し、映像品質算出部16により、差分映像品質dVで平均映像品質Vaveを補正することにより映像品質Vを算出するものとし、差分映像品質算出部15において、ビットレートBrに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度Cと、当該ビットレートBrと映像信号Sとに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量dGMV、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する。
[Effects of the present embodiment]
In this manner, in the present embodiment, the average video
これにより、受信映像の映像信号とその符号化映像データのパケットが取得できる環境であれば、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮した、受信映像に固有の差分映像品質を正確に算出することができ、受信映像の映像品質を高い精度で容易に推定することが可能となる。
したがって、サービス提供者は、映像通信サービスがユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかを、より正確に判断することができ、提供中の映像通信サービスの品質実態を正確に把握・管理することが可能となる。
As a result, in an environment where the video signal of the received video and the packet of the encoded video data can be acquired, the differential video quality specific to the received video is accurately considered in consideration of the content dependency and codec implementation dependency of the video quality. Thus, the video quality of the received video can be easily estimated with high accuracy.
Therefore, the service provider can more accurately determine whether or not the video communication service maintains a certain level of quality for the user, and can accurately grasp the actual quality of the video communication service being provided. It becomes possible to manage.
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
1…映像配信装置、2…映像受信端末、3…IPネットワーク、10…映像品質推定装置、11…パケット取得部、12…ビットレート抽出部、13…映像信号取得部、14…平均映像品質算出部、15…差分映像品質算出部、16…映像品質算出部、21…コンテンツ影響度算出部、21A…最大映像品質算出部、21B…最小映像品質算出部、21C…コンテンツ影響度計算部、22…差分グローバル動き量算出部、22A…平均グローバル動き量算出部、22B…グローバル動き量算出部、22C…差分グローバル動き量計算部、23…差分ローカル動き量算出部、23A…平均ローカル動き量算出部、23B…ローカル動き量算出部、23C…差分ローカル動き量計算部、24…差分映像品質計算部、Br…ビットレート、S…映像信号、Vmax…最大映像品質、Vmin…最小映像品質、C…コンテンツ影響度、GMVave…平均グローバル動き量、GMV…グローバル動き量、dGMV…差分グローバル動き量、LMVave…平均ローカル動き量、LMV…ローカル動き量、dLMV…差分ローカル動き量、dV…差分映像品質、V…映像品質。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質値として算出する平均映像品質算出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質値と前記受信映像の映像品質値との差分を示す差分映像品質値を算出する差分映像品質算出部と、
前記差分映像品質算出部で得られた前記差分映像品質値で、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質値を補正することにより、前記受信映像の映像品質値を算出する映像品質算出部と
を備え、
前記差分映像品質算出部は、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、前記差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、前記差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出部とを備え、
前記ビットレートに基づき算出した、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと前記映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質値を算出する
ことを特徴とする映像品質推定装置。 Received video received by the video receiving terminal from the video distributing device by performing video communication between the video distributing device and the video receiving terminal connected via the IP network using a packet storing encoded video data. A video quality estimation device for calculating a video quality value indicating a user experience quality perceived by a user who viewed the received video,
A bit rate extraction unit that extracts the bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, an average video quality for calculating an average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the bit rate as an average video quality value A calculation unit;
On the basis of the video signal of the bit rate and the received video extracted by the bit rate extracting unit, the difference between the video quality of the obtained the average video quality value and the received video at the average image quality calculator A differential video quality calculation unit for calculating a differential video quality value indicating
In the differential image quality value obtained by the difference video quality calculation unit, by correcting the average video quality value obtained by the average picture quality calculation unit, the image quality of calculating an image quality value of the received video A calculation unit and
The difference video quality calculation unit
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, a global motion amount indicating an overall motion amount of the video screen of the received video, and the test received video A difference global motion amount calculating unit that calculates a difference value with an average global motion amount indicating an average global motion amount obtained from the difference global motion amount;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, a local motion amount indicating a local motion amount in the video screen of the received video, and the test reception A difference local motion amount calculating unit that calculates a difference value with an average local motion amount indicating an average local motion amount obtained from a video as the difference local motion amount;
The content influence level indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video calculated based on the bit rate, and a value specific to the received video based on the bit rate and the video signal The difference video quality value is calculated based on the difference global motion amount indicating the amount of overall motion of the video screen and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen. A video quality estimation apparatus characterized by the above.
前記差分映像品質算出部は、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示す前記コンテンツ影響度を算出するコンテンツ影響度算出部と、
前記コンテンツ影響度算出部で得られた前記コンテンツ影響度、前記差分グローバル動き量算出部で得られた前記差分グローバル動き量、および前記差分ローカル動き量算出部で得られた前記差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質値を算出する差分映像品質計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The difference video quality calculation unit
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, a content influence calculation unit that calculates the content influence degree indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video ;
The content influence level obtained by the content influence level calculation unit, the difference global motion amount obtained by the difference global motion amount calculation unit, and the difference local motion amount obtained by the difference local motion amount calculation unit A video quality estimation apparatus comprising: a differential video quality calculation unit that calculates the differential video quality value based on
前記コンテンツ影響度算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質値の最大値を示す最大映像品質値との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる最大映像品質値を算出する最大映像品質算出部と、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質値の最小値を示す最小映像品質値との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる最小映像品質値を算出する最小映像品質算出部と、
前記最大映像品質算出部で得られた前記最大映像品質値から前記最小映像品質算出部で得られた前記最小映像品質値を減算することにより、前記コンテンツ影響度を計算するコンテンツ影響度計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The content influence calculation unit
Based on the bit rate-maximum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the maximum video quality value indicating the maximum value of the video quality value obtained from the test reception video of the bit rate, the bit A maximum video quality calculation unit that calculates a maximum video quality value obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the rate extraction unit;
The bit rate showing the relationship between the minimum video quality value indicating the minimum value of the video quality value obtained from the test received video bit rate and the bit rate of the test received video - on the basis of the minimum image quality characteristic, the bit A minimum video quality calculation unit that calculates a minimum video quality value obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the rate extraction unit;
A content impact calculator that calculates the content impact by subtracting the minimum video quality value obtained by the minimum video quality calculator from the maximum video quality value obtained by the maximum video quality calculator; A video quality estimation apparatus comprising:
前記差分グローバル動き量算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量を算出する平均グローバル動き量算出部と、
前記受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量を算出するグローバル動き量算出部と、
前記平均グローバル動き量算出部で得られた前記平均グローバル動き量から、前記グローバル動き量算出部で得られた前記グローバル動き量を減算することにより、前記差分グローバル動き量を計算する差分グローバル動き量計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference global motion amount calculation unit
Based on the bit rate-average global motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate, An average global motion amount calculation unit that calculates an average global motion amount obtained from the test received video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit;
Based on the video signal of the received video, the global motion that calculates the global motion amount of the received video from the number of pixels moved by the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal and the moving distance thereof A quantity calculator;
The difference global motion amount for calculating the difference global motion amount by subtracting the global motion amount obtained by the global motion amount calculation unit from the average global motion amount obtained by the average global motion amount calculation unit. A video quality estimation apparatus comprising: a calculation unit.
前記差分ローカル動き量算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量を算出する平均ローカル動き量算出部と、
前記受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量を算出するローカル動き量算出部と、
前記平均ローカル動き量算出部で得られた前記平均ローカル動き量から、前記ローカル動き量算出部で得られた前記ローカル動き量を減算することにより、前記差分ローカル動き量を計算する差分ローカル動き量計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference local motion amount calculation unit includes:
Based on the bit rate-average local motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate, An average local motion amount calculation unit for calculating an average local motion amount obtained from the test received video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit;
Based on the video signal of the received video, the local motion amount of the received video is calculated from the number of pixels moved by the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal and the moving distance thereof. A motion amount calculation unit;
The difference local motion amount for calculating the difference local motion amount by subtracting the local motion amount obtained by the local motion amount calculation unit from the average local motion amount obtained by the average local motion amount calculation unit. A video quality estimation apparatus comprising: a calculation unit.
前記グローバル動き量算出部は、前記隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することにより前記グローバル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 4,
When the global motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally by one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap each other is calculated. A parallel movement distance when a value obtained by averaging the values with the number of pixels of the overlapping region is the smallest is calculated, and the global movement amount is calculated by averaging the parallel movement distances with the number of the adjacent frames. A video quality estimation device.
前記ローカル動き量算出部は、前記隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの当該差分値の標準偏差を算出し、これら標準偏差を当該隣接フレームの数で平均することにより前記ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
When the local motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the local motion amount calculation unit calculates the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap. Calculating the standard deviation of the difference value when the value obtained by averaging the values with the number of pixels in the overlap region is the smallest, and calculating the local motion amount by averaging these standard deviations with the number of adjacent frames. A video quality estimation device characterized by the above.
前記ローカル動き量算出部は、前記隣接フレームのうち一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動させて、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させた後、これら隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することにより前記ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
The local motion amount calculation unit fixes one of the adjacent frames, translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, and calculates an absolute value of a difference value of pixel values in an overlapping region where these frames overlap. After shifting both frames in a positional relationship where the average value of the number of pixels in the overlapping area becomes the smallest, both frames of these adjacent frames are divided into rectangular shapes, and one block is provided for each block. When the block of the frame is fixed and the block of the other frame is translated horizontally and vertically by one pixel, the value obtained by averaging the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these blocks overlap with the number of pixels of the block is Calculate the parallel movement distance for each block when it was the smallest, and average the parallel movement distance by the number of blocks in the number of adjacent frames. The video quality estimation apparatus and calculates the local motion amount by.
前記平均映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて平均映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均映像品質値を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The average video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on a bit rate-average video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the average video quality value monotonously increases with an increase in the bit rate. A video quality estimation apparatus, wherein the average video quality value corresponding to the bit rate is calculated.
前記最大映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて最大映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束する前記ビットレート−最大映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記最大映像品質値を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 4,
The maximum video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-maximum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the maximum video quality value monotonously increases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus that calculates the maximum video quality value corresponding to the bit rate.
前記最小映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて最小映像品質値が単調増加した後に任意の値に収束する前記ビットレート−最小映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記最小映像品質値を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 4,
The minimum video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-minimum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the minimum video quality value monotonously increases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus that calculates the minimum video quality value corresponding to the bit rate.
前記平均グローバル動き量算出部は、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束する前記ビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均グローバル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
The average global motion amount calculation unit is a bit rate extraction unit based on the bit rate-average global motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average global motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus, wherein the average global motion amount corresponding to the extracted bit rate is calculated.
前記平均ローカル動き量算出部は、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束する前記ビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 6,
The average local motion amount calculation unit is a bit rate extraction unit based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus, wherein the average local motion amount corresponding to the extracted bit rate is calculated.
前記差分映像品質計算部は、コンテンツ影響度と差分グローバル動き量との積、およびコンテンツ影響度と差分ローカル動き量との積の和の増加に応じて、差分映像品質値が低下する差分映像品質特性に基づいて、前記コンテンツ影響度算出部で得られた前記コンテンツ影響度、前記差分グローバル動き量算出部で得られた前記差分グローバル動き量、および前記差分ローカル動き量算出部で得られた前記差分ローカル動き量に対応する、前記差分映像品質値を算出することを特徴とする映像品質推定装置。 The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference video quality calculation unit is configured to reduce the difference video quality value by decreasing the product of the content influence level and the difference global motion amount and the sum of the product of the content influence level and the difference local motion amount. Based on the characteristics, the content influence obtained by the content influence degree calculation unit, the difference global movement amount obtained by the difference global movement amount calculation unit, and the difference local movement amount calculation unit obtained by the difference global movement amount calculation unit A video quality estimation apparatus, wherein the differential video quality value corresponding to a differential local motion amount is calculated.
ビットレート抽出部が、前記符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出ステップと、
平均映像品質算出部が、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質値として算出する平均映像品質算出ステップと、
差分映像品質算出部が、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質値と前記受信映像の映像品質値との差分を示す差分映像品質値を算出する差分映像品質算出ステップと、
映像品質算出部が、前記差分映像品質算出部で得られた前記差分映像品質値で、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質値を補正することにより、前記受信映像の映像品質値を算出する映像品質算出ステップと
を備え、
前記差分映像品質算出ステップは、
前記ビットレート抽出ステップで抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、前記差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出ステップと、
前記ビットレート抽出ステップで抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、前記差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出ステップと、
前記ビットレートに基づき算出した、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと前記映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質値を算出するステップを含む
ことを特徴とする映像品質推定方法。 Received video received by the video receiving terminal from the video distributing device by performing video communication between the video distributing device and the video receiving terminal connected via the IP network using a packet storing encoded video data. A video quality estimation method used in a video quality estimation device for calculating a video quality value indicating a user experience quality perceived by a user who viewed the received video,
A bit rate extraction unit that extracts a bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, an average video quality calculation unit calculates an average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the bit rate. An average video quality calculation step to calculate as a value ;
The difference video quality calculation unit, based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, the average video quality value obtained by the average video quality calculation unit and the received video a differential video quality calculation step of calculating the difference video quality value indicating a difference between the video quality values,
The video quality calculating unit corrects the average video quality value obtained by the average video quality calculating unit with the differential video quality value obtained by the differential video quality calculating unit, thereby correcting the video quality of the received video. A video quality calculation step for calculating a value ,
The difference video quality calculation step includes:
Based on the bit rate extracted in the bit rate extraction step and the video signal of the received video, a global motion amount indicating an overall motion amount of the video screen in the received video, and the test received video A difference global motion amount calculating step for calculating a difference value with an average global motion amount indicating an average global motion amount obtained from the difference global motion amount;
Based on the bit rate extracted in the bit rate extraction step and the video signal of the received video, a local motion amount indicating a local motion amount in the video screen of the received video, and the test reception A difference local motion amount calculating step for calculating a difference value with an average local motion amount indicating an average local motion amount obtained from the video as the difference local motion amount;
The content influence level indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video calculated based on the bit rate, and a value specific to the received video based on the bit rate and the video signal The difference video quality value is calculated based on the difference global motion amount indicating the amount of overall motion of the video screen and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen. A method for estimating video quality, comprising a step.
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